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全面提升數(shù)據(jù)價(jià)值
賦能業(yè)務(wù)提質(zhì)增效
摘要:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)具有對油、水、氣體的高阻隔性,是目前較有發(fā)展前景的阻隔材料。本文結(jié)合EVOH的化學(xué)性質(zhì),重點(diǎn)分析了我國EVOH技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。
EVOH樹脂的密度為1.13-1.21g/cm3,熔體質(zhì)量流動速率為0.7-20g/10min,拉伸斷裂強(qiáng)度為44MPa。EVOH是一種具有鏈?zhǔn)椒肿咏Y(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚合物,通常情況下,乙烯比例為20%-40%,乙烯醇60%-80%。其性質(zhì)主要取決于兩種共聚單體的相對濃度,其阻濕性、阻氣性和加工性能也隨乙烯含量的變化而改變。
EVOH具有高阻隔性,并且工業(yè)生產(chǎn)中多采用兩步法
EVOH與聚酰胺(PA)和聚偏二氯乙烯(PVDC)并稱三大阻隔材料,是一種集乙烯聚合物加工性能及乙烯醇聚合物高阻隔性能為一體的新型高分子合成材料。工業(yè)生產(chǎn)中,由于乙烯醇單體是不能穩(wěn)定存在的,因此EVOH是分兩步制備的,首先是通過乙烯和醋酸乙烯共聚,然后是通過皂化反應(yīng)得到乙烯-乙烯醇共聚物。乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一般通過溶液聚合、懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合等方法得到。在制備 EVOH樹脂時(shí),需要控制EVA的聚合度、分子量及支化度分布,一般選用溶液聚合法。此外,在皂化反應(yīng)中,根據(jù)皂化過程,可分為非均相皂化和均相皂化兩大類。 EVOH樹脂中極性乙烯醇的存在,促使它對烴類等非極性溶劑具有良好的阻隔性,可以有效的阻隔CO2、O2和其他氣體,不同材料的滲透性請見表1。
表1 不同塑料薄膜的氣體滲透率
單位:mol/(m.s.kPa)
(資料來源:中國知網(wǎng))
我國暫時(shí)不具備EVOH大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)能力,但是EVOH加工能力較強(qiáng)
近年來,隨著EVOH市場需求的加大,我國不斷加大對高附加值EVOH的研究。雖然EVOH暫未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),但是中國林業(yè)科學(xué)研究院下屬的林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所已經(jīng)成功開發(fā)了EVOH薄膜,并且制備EVOH的最佳工藝和配方。此外,上海石化研究院川維分院通過了“EVOH樹脂小試研制”公關(guān)項(xiàng)目,對于我國進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)EVOH工業(yè)化轉(zhuǎn)化具有重要意義。同時(shí),我國已經(jīng)具備EVOH的加工能力。總體來看,EVOH主要有三種加工方法:一是同聚酰胺或聚烯烴共擠出復(fù)合形成共擠成型EVOH;二是將EVOH膜復(fù)合到其他基材上;三是無需特殊改變,將EVOH在傳統(tǒng)加工設(shè)備上加工,把EVOH用作各種基材或單層容器的涂層。常用EVOH共擠膜具有安全性、成本低、穩(wěn)定性高等特點(diǎn),在共擠EVOH膜中,沒有有機(jī)溶劑,對食品包裝更加安全,并且一次性連續(xù)化成型為膜,簡化了工藝,降低了成本。
表2 不同結(jié)構(gòu)需求下EVOH的厚度
(資料來源:中國知網(wǎng))
為提高我國EVOH行業(yè)市場競爭力,仍需加快國產(chǎn)化步伐以及拓展EVOH的應(yīng)用范圍
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長,對EVOH的性能提出更高的要求。經(jīng)過我國EVOH行業(yè)的長期研究,雖然取得了一定進(jìn)展,但是仍然存在較大的發(fā)展空間。為提高我國EVOH行業(yè)市場競爭力,實(shí)現(xiàn)EVOH國產(chǎn)化以及拓展EVOH的應(yīng)用范圍,是未來我國EVOH行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。總體來看,全球EVOH生產(chǎn)商均為PVA生產(chǎn)商,由于EVOH的生產(chǎn)工藝與PVA的生產(chǎn)工藝較為相似,一方面我國仍需加大產(chǎn)學(xué)研合作力度,加強(qiáng)高校與國內(nèi)外企業(yè)的合作,加速EVOH的技術(shù)開發(fā)。另一方面,我國仍需加大EVOH在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用。在國外發(fā)達(dá)國家,以多層的薄膜等形式廣泛應(yīng)用于較長保質(zhì)期的肉類、果汁類等食品包裝上,而在我國食品中長保質(zhì)期產(chǎn)品多采用傳統(tǒng)的包裝材料,產(chǎn)品保質(zhì)期一般只能達(dá)到3-6個(gè)月。因此,拓展EVOH在阻隔材料等領(lǐng)域的應(yīng)用,具有廣闊的發(fā)展前景。
結(jié)語
EVOH是新型高分子合成材料,在工業(yè)生產(chǎn)中,一般是分兩步制備的,首先是通過乙烯和醋酸乙烯共聚,然后是通過皂化反應(yīng)得到乙烯-乙烯醇共聚物。在我國,雖然EVOH暫未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),但是不斷加大對高附加值EVOH的研究,例如中國林業(yè)科學(xué)研究院下屬的林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所已經(jīng)成功開發(fā)了EVOH薄膜,并且制備EVOH的最佳工藝和配方。此外,上海石化研究院川維分院通過了“EVOH樹脂小試研制”公關(guān)項(xiàng)目,對于我國進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)EVOH工業(yè)化轉(zhuǎn)化具有重要意義。同時(shí),我為提高我國EVOH市場競爭力,實(shí)現(xiàn)EVOH國產(chǎn)化以及拓展EVOH的應(yīng)用范圍,是未來我國EVOH行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。
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